RU2131050C1

RU2131050C1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: RU2131050C1
Application number: RU96123639A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Прасолов
Original assignee: Прасолов Николай Сергеевич
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1999-05-27

Abstract

FIELD: mechanical and transport engineering. SUBSTANCE: engine has hydraulic motor, hydraulic cylinders with hydraulic pistons connected with working pistons by links. Corresponding pistons, cylinders and links are located on one longitudinal axis. Crankshaft axis is displaced from extension of this axis, and crankshaft proper is connected with link by connecting rods. Drive shaft of hydraulic motor is mechanically coupled with propeller shaft. Proposed invention provides reduction of fuel consumption and increased in service life of cylinder-piston group owing to relieving of crank-and-connecting rod mechanism from function of conversion of reciprocating motion of pistons into rotary motion of propeller shaft and passing this function to hydraulic system using hydraulic cylinders and hydraulic motor. EFFECT: enhanced reliability of operation. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, являющимся источниками механической энергии, а именно к области поршневых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в карбюраторных, газовых и дизельных двигателях различного назначения. The invention relates to internal combustion engines, which are sources of mechanical energy, and in particular to the field of piston internal combustion engines, and can be used in carburetor, gas and diesel engines for various purposes.

Наиболее близкой конструкцией является двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршни, цилиндры, коленчатый вал, шатуны, механизм газораспределения. The closest design is an internal combustion engine containing pistons, cylinders, a crankshaft, connecting rods, a gas distribution mechanism.

Недостатками известных конструкций двигателей внутреннего сгорания являются:
- большая потеря мощности из-за применения кривошипно-шатунного механизма для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение карданного вала.The disadvantages of the known designs of internal combustion engines are:
- a large loss of power due to the use of a crank mechanism to convert the reciprocating motion of the piston into the rotational motion of the driveshaft.

- малый ресурс цилиндропоршневой группы. - small resource cylinder-piston group.

Изобретение направлено на снижение расхода топлива и увеличение ресурса двигателя. The invention is aimed at reducing fuel consumption and increasing engine life.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем поршни, цилиндры, коленчатый вал, шатуны, механизм газораспределения, отличительной особенностью является то, что он снабжен гидросистемой, включающей гидропоршни, гидроцилиндры и связанный с ними посредством трубопроводов гидромотор, при этом поршни цилиндров связаны с гидропоршнями гидроцилиндров штангами, соединенными посредством шатунов с коленчатым валом, причем коленчатый вал кинематически связан с механизмом газораспределения, а гидромотор с карданным валом. The specified technical result is achieved by the fact that in the known internal combustion engine containing pistons, cylinders, crankshaft, connecting rods, gas distribution mechanism, a distinctive feature is that it is equipped with a hydraulic system including hydraulic pistons, hydraulic cylinders and a hydraulic motor connected via pipelines, while the pistons of the cylinders are connected to the hydraulic pistons of the cylinders by rods connected by connecting rods to the crankshaft, the crankshaft being kinematically connected to the gas distribution mechanism Separation, and a hydraulic motor with a driveshaft.

Анализ известных решений не выявил аналогичного выполнения двигателей внутреннего сгорания и показал, что изобретение является новым, так как оно не известно и для специалиста не следует явным образом из уровня техники, то есть, изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". An analysis of the known solutions did not reveal a similar embodiment of internal combustion engines and showed that the invention is new, as it is not known and should not be explicitly understood by a person skilled in the art, that is, the invention meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 поршни 1, 2, 3, 4 цилиндров 5, 6, 7, 8 у показанного сбоку двигателя связаны с гидропоршнями 9, 10, 11, 12 гидроцилиндров 13, 14, 15, 16 штангами 17, соединенными посредством шатунов 18 с коленчатым валом 19. In FIG. 1 pistons 1, 2, 3, 4 of cylinders 5, 6, 7, 8 at the engine shown on the side are connected with hydraulic pistons 9, 10, 11, 12 of hydraulic cylinders 13, 14, 15, 16 by rods 17 connected by connecting rods 18 to the crankshaft 19 .

На фиг. 2 у показанного спереди двигателя хорошо видна возможность установки второго коленчатого вала 20 и второго комплекта шатунов 21. In FIG. 2, the possibility of installing a second crankshaft 20 and a second set of connecting rods 21 is clearly visible in the engine shown in front.

На фиг. 3 показана гидросистема двигателя, включающая гидропоршни 9, 10, 11, 12 гидроцилиндров 13, 14, 15, 16, имеющих рабочие клапаны 22, впускные клапаны 23 и выпускные клапаны 24. In FIG. 3 shows a hydraulic system of an engine including hydraulic pistons 9, 10, 11, 12 of hydraulic cylinders 13, 14, 15, 16, having operating valves 22, intake valves 23 and exhaust valves 24.

Трубопроводами 25 гидроцилиндры связаны с гидромотором 26, радиатором 27 и масляным баком 28. Pipelines 25 hydraulic cylinders are connected to a hydraulic motor 26, a radiator 27 and an oil tank 28.

Двигатель работает следующим образом:
При работе двигателя в цилиндрах происходит чередование тактов - "рабочий ход" - "выпуск" - "впуск" - "сжатие" и так далее.The engine operates as follows:
When the engine is running in the cylinders, the alternation of the cycles occurs - "working stroke" - "release" - "inlet" - "compression" and so on.

Например, в цилиндре 5 - рабочий ход
в цилиндре 6 - выпуск
в цилиндре 7 - впуск
в цилиндре 8 - сжатие
Поршень 1 цилиндра 5 при фазе "рабочий ход" под действием газов посредством штанги 17 давит на гидропоршень 9 гидроцилиндра 13. При этом масло, находящееся в гидроцилиндре 13, через рабочий клапан 22 под давлением поступает по трубопроводу 25 на вход гидромотора 26 и вращает его. После гидромотора масло по трубопроводу поступает в радиатор 27, где охлаждается и поступает в масляный бак 28.For example, in cylinder 5, the stroke
in cylinder 6 - release
in cylinder 7 - inlet
in cylinder 8 - compression
The piston 1 of the cylinder 5 during the "stroke" phase under the action of gases through the rod 17 presses on the hydraulic piston 9 of the hydraulic cylinder 13. At the same time, the oil in the hydraulic cylinder 13, through pressure valve 22, flows through the pipeline 25 to the inlet of the hydraulic motor 26 and rotates it. After the hydraulic motor, the oil through the pipeline enters the radiator 27, where it is cooled and enters the oil tank 28.

Такты чередуются согласно рабочему циклу. The bars alternate according to the duty cycle.

После того, как рабочий ход закончится в цилиндре 5, сразу же начинается рабочий ход в цилиндре 8. И теперь уже из гидроцилиндра 16 (находящегося на одной оси с цилиндром 8) масло под давлением поступает в гидромотор и вращает его, а ведущий вал гидромотора вращает карданный вал (например, автомобиля). After the stroke ends in cylinder 5, the stroke immediately begins in cylinder 8. And now, from the hydraulic cylinder 16 (located on the same axis as the cylinder 8), the oil under pressure enters the hydraulic motor and rotates it, and the drive shaft of the hydraulic motor rotates cardan shaft (e.g. car).

При этом коленчатый вал 19 посредством шатунов 18 (а при установке двух коленчатых валов 19 и 20, то они посредством шатунов 18 и 21) ограничивают ход поршней в ВМТ и НМТ при их движении от ВМТ к НМТ и наоборот. Кроме того, коленчатый вал соединен только с механизмом гидрораспределения и вращает только распределительные валы (в том числе и вал, открывающий и закрывающий масляные клапаны 22, 23 и 24). Рабочий клапан 22 открывается у того гидроцилиндра, на продолжении оси которого находится цилиндр с фазой "рабочий ход". In this case, the crankshaft 19 by means of connecting rods 18 (and when two crankshafts 19 and 20 are installed, then by means of connecting rods 18 and 21) limit the piston stroke in the upper and the lower part when moving from the upper part to the upper part and vice versa. In addition, the crankshaft is connected only to the hydraulic distribution mechanism and rotates only the camshafts (including the shaft that opens and closes the oil valves 22, 23 and 24). The operating valve 22 opens at that hydraulic cylinder, on the continuation of the axis of which there is a cylinder with a "stroke" phase.

При фазе "впуск" у какого-либо цилиндра - у соответствующего гидроцилиндра открывается выпускной клапан 24. При фазах "сжатие" и "выпуск" у какого-либо цилиндра - у соответствующего гидроцилиндра открывается впускной клапан 23. With the “inlet” phase of a cylinder — at the corresponding hydraulic cylinder, the exhaust valve 24 opens. With the “compression” and “release” phases of a cylinder — the inlet valve 23 opens at the corresponding hydraulic cylinder.

Основным достоинством данного двигателя является малый расход топлива и значительное увеличение ресурса двигателя, и в первую очередь цилиндропоршневой группы. The main advantage of this engine is its low fuel consumption and a significant increase in engine life, and especially the piston-cylinder group.

Снятие с кривошипно-шатунного механизма функции преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение карданного вала и передача ее гидросистеме позволяет уменьшить расход топлива в 1,5 раза. Ресурс цилиндропоршневой группы на порядок выше, чем у известных двигателей. Removing from the crank mechanism the function of converting the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the driveshaft and transferring it to the hydraulic system can reduce fuel consumption by 1.5 times. The resource of the cylinder-piston group is an order of magnitude higher than that of known engines.

Claims

An internal combustion engine comprising pistons, cylinders, a crankshaft, connecting rods, a gas distribution mechanism, characterized in that it is equipped with a hydraulic system including hydraulic pistons, hydraulic cylinders and a hydraulic motor connected via pipelines, while the cylinder pistons are connected to the hydraulic pistons by rods connected by connecting rods with a crankshaft, moreover, the crankshaft is kinematically connected to the gas distribution mechanism, and the hydraulic motor is connected to the driveshaft.